Дипломна робота Проектування гідроприводу

Під гідроприводом розуміють сукупність пристроїв (до яких входить один або кілька об'ємних гідродвигунів), призначену для приведення в рух механізмів і машин за допомогою робочої рідини під тиском. Як робоча рідина в верстатних гідроприводах використовується мінеральне масло.

Широке використання гідроприводів визначається низкою їх суттєвих переваг над іншими типами приводів і, перш за все, можливістю отримання великих зусиль і потужностей при обмежених розмірах гідродвигунів. Гідроприводи забезпечують широкий діапазон безступінчастого регулювання швидкості (за умови хорошої плавності руху), можливість роботи в динамічних режимах з необхідною якістю перехідних процесів, захисту системи від навантаження та точний контроль зусиль, що діють. За допомогою гідроциліндрів вдається отримати прямолінійний рух без кінематичних перетворень, а також забезпечити певне співвідношення швидкостей прямого та зворотного ходів.

У сучасних верстатах та гнучких виробничих системах з високим ступенем автоматизації циклу потрібна реалізація множини різних рухів. Компактні гідродвигуни легко вбудувати в верстатні механізми та з'єднати трубопроводами з насосною установкою, що має один або два насоси. Така система відкриває широкі можливості для автоматизації циклу, контролю та оптимізації робочих процесів, застосування копіювальних, адаптивних або програмних систем управління, що легко піддається модернізації, складається, головним чином, з уніфікованих виробів, що серійно випускаються спеціалізованими заводами. До основних переваг гідроприводу слід віднести також досить високе значення ККД, підвищену жорсткість тадовговічність.

Гідроприводи мають недоліки, які обмежують їх використання. Це втрати на тертя та витоку, що знижують ККД гідроприводу та викликають розігрів робочої рідини. Внутрішні витоку через зазори рухомих елементів у допустимих межах корисні, оскільки покращують умови змащування та тепловідведення, у той час як зовнішні витоки призводять до підвищеної витрати масла, забруднення гідросистеми та робочого місця. Необхідність застосування фільтрів тонкого очищення для забезпечення надійності гідроприводів підвищує вартість останніх та ускладнює технічне обслуговування. Працездатність різко знижується при попаданні повітря та води в мінеральну олію. Зміна в'язкості олії за її розігріву призводить до зміни швидкості руху робочих органів. Вузли гідроприводу дуже трудомісткі у виготовленні. У зв'язку з наявністю внутрішніх витоків утруднена точна координація руху гідродвигунів.

Короткий аналіз приводів різного типу стосовно конкретних умов, дозволяє вибрати оптимальність технічного застосування. Застосування проміжного енергоносія (масло) є доцільним лише в тих випадках, коли перевага гідроприводу має вирішальне значення. Якщо привід може бути успішно реалізований засобами гідравліки або електрики, перевага має бути віддана останній.

При правильному конструюванні, виготовленні та експлуатації гідроприводів їх недоліки можуть бути зведені до мінімуму. Для цього потрібно добре знати уніфіковані вузли гідроприводу, що централізовано виготовляються спеціалізованими заводами, а також типові вузли спеціального призначення.

1. Принцип роботи

Гідропривід призначений для керування гідроциліндрами, підведення протяжки та робочого ходу.

Регулятор витрати забезпечуєшвидкісна зміна руху штока.

1. Підведення протяжки.

Включено електромагніт 6е. Олія від лопатевого насоса Н1 через фільтри Ф1, Ф2 гідророзподільник Р3 нагнітається в безштокову порожнину допоміжного циліндра. Зі штокової порожнини масло витісняється і йде на злив.

В кінці підведення протяжки спрацьовує кінцевий вимикач 5 пв, який дає команду на включення електромагнітів Iе, IIIе, і вимикання електромагніту 6е.

2. Налаштований робочий хід.

Продуктивність поршневого насоса буде відповідати налаштованому робочому ходу. Олія нагнітається в штокову порожнину робочого циліндра. З безштокової порожнини олія надходить у всмоктувальну лінію насоса. Надлишки олії (різниця обсягів без-і штокової порожнини) зливаються через підпірний клапан насоса, який забезпечує необхідний підпір у зворотній порожнині робочого циліндра.

При вході калібрують зубів протяжки в оброблювану деталь спрацьовує кінцевий вимикач 3 пв, який дає команду на відключення електромагніту IIIе.

3. Уповільнений робочий хід.

Продуктивність насоса зменшиться, отже, зменшиться швидкість різання.

Наприкінці робочого ходу спрацьовує кінцевий вимикач 1 пв, який дає команду відключення електромагніту Iе. Відбувається зупинка верстата.

4. Налаштований зворотний хід.

Натиснутою кнопкою управління, включається електромагніт IIе. Олія нагнітається в безштокову порожнину робочого циліндра.

Зі штокової порожнини масло через зворотний клапан ОК2 витісняється в безштокову порожнину. Так як тиск в обох порожнинах однаковий, а площа поршня в безштоковій порожнині більша, отже, поршень буде переміщатися вліво

Принципова гідравлічна схема

2.Спеціальна частина

2.1 Вихідні дані

Навантаження на штоку

Довжина ходу поршня

Швидкість ходу поршня

Перепад температур

2.2 Орієнтовно-енергетичний розрахунок

1. Орієнтовно знаходимо корисну потужність:

2. Орієнтовно знаходимо витрачену потужність:

ККД насоса;

ККД гідросистеми;

ККД циліндра

2.3 Вибір робочої рідини

На стан робочої рідини насамперед впливає широкий діапазон робочих температур, а також наявність великих швидкостей та високих тисків. Істотне значення при виборі робочої рідини має:

В'язкість, властивість, що визначає опір рідини щодо переміщення її шарів.
Стисність, характеризується об'ємним модулем пружності.
Температура спалаху – це така критична температура, коли відбувається самозаймання газових виділень при зіткненні їх із повітрям.
Температура застигання – це температура, при якій олія втрачає свою плинність.

До робочих рідин гідроприводу висувають такі вимоги:

1. Хороші змащувальні властивості, пов'язані з міцністю масляної плівки та здатністю протистояти розриву. Робоча рідина повинна попереджати контактування та схоплювання металу, тобто. мати протизадирні та протизносні властивості.

2. Стабільність якостей у процесі експлуатації – це здатність зберігати свої властивості під час роботи.

3. Антипінні властивості характеризують здатність рідини виділяти повітря чи інші гази без утворення піни.

4. Стійкість рідини до утворення емульсії. Характеризується здатністю рідини розшаровуватися або відокремлювати воду, що потрапила в неї.

5.Антиокислювальна стабільність – визначає довговічність роботи олії у гідроприводі.

6. Низька вартість та не дефіцитність.

Таким чином, робоча рідина верстатних гідроприводів повинні бути притаманні: хороші мастильні властивості, мала зміна в'язкості при зміні температури, великий модуль пружності, висока стабільність проти окислення, опір спінювання, мала щільність, сумісність з матеріалами гідросистеми, мала здатність до розчинення повітря, хороша тепло провідність, можливо менший коефіцієнт теплового розширення, незначна взаємна розчинність з водою, велика питома теплоємність, нетоксичність та відсутність різкого запаху, прозорість та наявність характерного забарвлення.

Переважне застосування в верстатних гідроприводах повинні мати масла серії І, які виготовлені з нафти, підданих глибокому селективному очищенню, містять антиокислювальну, протизносну, антикорозійну та протипінну присадки. У зв'язку з цим пропоную для даного гідроприводу олію І-18 ГОСТ 16728-78.

Залежність в'язкості олії І-18 від температури